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核心技术#电推进#动力

电力推进系统

从076两栖攻击舰下水官宣,看电力推进如何重构低空与航运产业赛道 2026年8月,建军99周年纪录片《制胜》的一帧画面,让原本只在军工圈流传的猜想落了地:中国076型两栖攻击舰正式官宣采用综合电力推进系统(IPS),这是

概念定义

电力推进系统是先通过燃气轮机或柴油发电机发电,再用电力驱动推进装置的全电气化动力方案,是当前低空飞行器动力升级的核心技术。

从076两栖攻击舰下水官宣,看电力推进如何重构低空与航运产业赛道

2026年8月,建军99周年纪录片《制胜》的一帧画面,让原本只在军工圈流传的猜想落了地:中国076型两栖攻击舰正式官宣采用综合电力推进系统(IPS),这是全球首款采用这一技术的大型两栖攻击舰,也把“电力推进”这个原本藏在动力系统核心的概念,再次推到了产业舆论的中心。

很多人对电力推进的认知还停留在大型船舶领域:根据科普中国2021年发布的定义,综合全电力推进就是用燃气轮机或柴油发电机发电,再用电力驱动螺旋桨或喷水推进器的动力方案,和传统燃油直接驱动机械传动轴的模式完全不同。但很少有人注意到,这个从军舰商用船舶领域成熟起来的技术,正在成为低空经济飞行器动力升级的核心抓手——从eVTOL(电动垂直起降飞行器)到通用航空轻型飞机,电力推进正在重构整个动力装备产业的竞争赛道。

076两栖攻击舰这次官宣,最大的价值其实是验证了电力推进的核心优势:在功率调度和多负载适配能力上,传统机械动力完全无法与之相比。对076来说,电磁弹射、电磁阻拦这些下一代舰载设备需要瞬时大功率输出,传统动力系统根本没法稳定分配功率,而综合电力推进把全舰所有发电功率整合到同一个电网里,需要的时候就能瞬时调度足额电力,这才让大型两栖舰集成电磁设备成为可能。

这套逻辑放到低空飞行器上,几乎是完全平移的。现在国内主流的城市空中交通eVTOL方案,绝大多数都采用多旋翼分布式电力推进系统,和传统油动直升机的机械传动完全不同。eVTOL需要10多个甚至几十个旋翼独立控制升力,调整飞行姿态,如果用传统燃油机械传动,需要铺一整套复杂的传动轴和液压控制系统,不仅重量降不下来,安全性也没法保障——只要一个传动轴出问题,整个动力系统就会瘫痪。而分布式电力推进每个旋翼都由独立电机驱动,飞控系统可以毫秒级调整每个电机的输出功率,哪怕两三个旋翼故障,剩下的系统也能维持飞行器平稳迫降,安全性提升了不止一个量级。

这不是凭空想象的概念,国内已经有多个拿到适航受理的eVTOL机型,全部采用分布式电力推进方案,就连空客、波音的城市空中交通项目,也都把电力推进作为唯一技术路线。现在行业里已经形成了共识:没有成熟可靠的电力推进系统,就没有商业化的低空经济。

那么电力推进的技术优势从哪里来?全球产业玩家其实走出了两条完全不同的路径,一条是船舶领域的集成化路线,一条是低空领域的轻量化路线,但核心逻辑都是“发电-配电-驱动”的全电气化架构。

在船舶领域,全球产业龙头ABB早在10多年前就推出了Azipod®吊舱式电力推进系统,把推进电机直接装在吊舱里,取代了传统的传动轴和舵机,不仅节省了至少15%的舱室空间,航行阻力还能降低10%左右,燃油消耗最多可以降20%,非常符合现在航运业减碳的要求。2024年全球新建的大型集装箱船、邮轮,超过六成都选了电力推进方案,ABB最新推出的Dynafin™直翼桨电力推进器,更是把能效再提了15%,已经获得了多家欧洲航运巨头的订单。

放到低空领域,电力推进的核心需求变成了“高功率密度+轻量化”。现在国内主流的吨级eVTOL,起飞重量一般在2-3吨,有效载荷只有几百公斤,电力推进系统的重量每降低1公斤,就能多带一名乘客或者多飞10公里,价值非常直接。国内头部动力电池企业宁德时代给eVTOL开发的电力推进配套电池系统,能量密度已经做到了350Wh/kg,配套电机的功率密度达到了10kW/kg,已经可以满足200公里航程的城际飞行需求,比5年前提升了整整一倍。

为什么电力推进突然在多个领域同时爆发?核心还是双碳目标下的减排需求和装备升级需求碰在了一起。对航运业来说,国际海事组织已经出台了2030年航运碳排放比2008年降40%、2050年实现净零排放的硬指标,传统燃油动力根本达不到要求,全电推进加零碳燃料的组合,已经成为行业公认的核心解决方案。根据克拉克森研究的数据,2021年全球新建船舶中电力推进的占比还不到30%,到2026年这个占比已经超过了55%,5年几乎翻了一倍,增速远超行业预期。

对低空经济来说,政策导向更是非常明确:我国低空经济发展规划明确提出,到2030年电动飞行器占国内通用航空新增运力的比例要超过50%,现在国内注册的电动飞行器数量已经从2018年的不到100架,增长到2025年底的超过1200架,7年增长了12倍,绝大多数都是电力推进的机型。

而076两栖攻击舰这次官宣,还给国内产业界吃了一颗定心丸:大型电力推进系统的自主化已经完全走通了。之前很多人担心,大型舰艇的综合电力推进技术被国外垄断,现在我们自己的首款大型两栖舰就用上了自主研发的综合电推,说明我们在大功率电力推进系统的电网管控、功率调度、核心电机这些核心技术上,已经达到了全球领先水平,这些技术完全可以平移到低空和商用船舶领域。

比如大功率电力推进的直流电网管控技术,076要用这个技术解决电磁弹射的瞬时大功率输出问题,放到eVTOL上就是解决多旋翼同时启动的功率波动问题,技术逻辑完全相通。现在国内电力推进企业已经开始把军工领域的电网管控技术用到民用eVTOL上,航电系统的可靠性提升了30%,成本还降了15%,优势非常明显。

当然,我们也要看到,电力推进产业化现在还面临不少瓶颈。第一个瓶颈就是能量储存,不管是船舶还是低空飞行器,电池的能量密度还是比燃油低太多,一吨电池的能量只相当于四分之一吨航空煤油,所以现在纯电eVTOL的航程基本都在300公里以内,跨洋船舶还只能用混动方案,纯电全功率航行的案例还很少。第二个瓶颈是成本,一套同等功率的电力推进系统,初期投资比传统机械动力高15%到20%,很多中小航运企业和低空运营企业很难承受初期投入。第三个瓶颈是标准,现在电力推进系统在不同领域的安全标准、检测标准还没有完全统一,尤其是eVTOL的电力推进系统,适航标准还在逐步完善中,规模化批量生产还要等标准落地。

但这些瓶颈挡不住产业推进的趋势,从全球来看,电力推进已经进入了商业化爆发的前夜:2025年全球电力推进船舶市场规模已经突破120亿美元,预计2030年将超过300亿美元,年复合增长率超过20%;而低空电力推进系统市场规模2025年已经超过30亿美元,预计2035年将突破300亿美元,增速比船舶领域还快。

对中国企业来说,这波产业升级是难得的换道超车机会。之前在传统动力领域,我们的船舶发动机、航空发动机都落后西方发达国家几十年,很多核心技术被卡脖子,但在电力推进领域,我们起步并不晚,甚至在很多领域还走在了前面:我们是第一个把综合电力推进用到大型两栖攻击舰上的国家,我们的eVTOL产业拿到的适航证数量全球第一,我们的动力电池产能占全球的70%以上,核心零部件完全可以自主配套,这些都是我们的优势。

076两栖攻击舰的这次官宣,不只是中国海军装备发展的一个里程碑,更是中国电力推进产业发展的一个标志性事件。它告诉我们,中国已经掌握了大功率电力推进的核心技术,接下来就是把这些技术从军工领域拓展到民用领域,从船舶拓展到低空,抢占全球电力推进产业的制高点。未来10年,电力推进会从“高端选配”变成“主流标配”,不管是天上飞的低空飞行器,还是海里跑的商船,都会全面进入电力时代,而我们已经站在了赛道的最前端。

编辑人:工维安信·适航官

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最后更新:2024-12-01

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